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PATENTANSPRÜCHE
1. Scharnier für Fenster oder Türen, mit zwei schwenkbar miteinanderverbundenen Lappen (1 und 3), die am Rahmen bzw. am Flügel des Fensters oder der Tür anbringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung von axialen
Kräften vom einen Lappen auf den anderen wenigstens zwei
Körper (5 und 8) vorgesehen sind, die miteinander über eine etwa sphärisch gewölbte, axial gerichtete, konvexe Oberfläche an einem der beiden Körper (8) und eine axial gerichtete
Gegenfläche am anderen Körper (5) in drehender Berührung stehen und die am einen (1) bzw. am anderen (3) der beiden Lappen axial abgestützt sind.
2. Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eine (8) der beiden Körper eine Kugel ist, die an diametral gegenüberliegenden Stellen mit der Gegenfläche (9) am anderen Körper (5) und mit einer weiteren Gegenfläche (10) an einem dritten Körper (7) in Berührung steht.
3. Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eine (8) der beiden Körper ein Kugelsegment ist, z. B. eine Halbkugel (8E; 8J; 8L).
4. Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei bzw. drei Körper (5G, 86; 5H, 7H, 8H; 5J, XJ; 5K, 7K, 8K; 5L, 8L) axial durchbohrt und auf einer Achswelle (17) geführt sind, die die beiden Lappen (1 und 3) schwenkbar miteinander verbindet.
5. Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der genannten Körper (5, 7, 8) in einem axial verlaufenden Rohr (4) gehalten ist, das einen Teil des einen Lappens (3) bildet.
6. Scharnier nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Rohr (2M; 2N), das einen Teil des anderen Lappens (1M; 1N) bildet, auf oder in dem erstgenannten Rohr (4M; 4N) gelagert ist, um die beiden Lappen (1M und 3M; 1N und 3N) schwenkbar miteinander zu verbinden.
7. Scharnier nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Rohr (4) eineAchswelle (5A; 15B; SC; 15D; 5E; 15F) gelagert ist, die die beiden Lappen schwenkbar miteinander verbindet.
8. Scharnier nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass einer der genannten Körper (5, 7, 8) von der Achswelle (5A; 5C; 5E) gebildet ist und die betreffende (9A; 9C; 9E) der genannten Flächen von der Stirnfläche am einen Ende der Achswelle gebildet ist.
9. Scharnier nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass einer 5B; 5D; 8F) der genannten Körper (5, 7, 8) auf der Stirnfläche am einen Ende der Achswelle (15B; 15D; 15F) angeordnet ist.
10. Scharnier nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass einer der genannten Körper (5, 7, 8) eine das eine Ende des Rohres (4) verschliessende Kappe (7A; 7B; 7C; 7D; 5F) ist.
11. Scharnier nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass einer (8E) der genannten Körper (5, 7, 8) auf der Innenseite einer das eine Ende des Rohres (4E) verschliessenden Wand (7E) angeordnet ist.
12. Scharnier nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Achswelle (SA; 15B; 5C; 5E; 15F) auch in einem zum genannten Rohr (4) koaxialen zweiten Rohr (2) gelagert ist, das einen Teil des anderen Lappens (1) bildet.
13. Scharnier nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur axialen Abstützung des anderen Endes der Achswelle (5C; 5E) am genannten anderen Lappen (1) ebenfalls wenigstens zwei Körper (5C und 18C; 5E und 18E) vorgesehen sind, die miteinander über eine etwa sphärisch gewölbte, axial gerichtete konvexe Oberfläche am einen (18C; 18E) und eine axial gerichtete Gegenfläche am anderen Körper (SC; 5E) in drehender Berührung stehen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Scharnier für Fenster oder Türen, mit zwei schwenkbar miteinander verbundenen Lappen, die am Rahmen bzw. am Flügel des Fensters oder derTür anbringbar sind.
Scharniere dieser Art sind in vielen verschiedenen Ausführungen bekannt und verbreitet, insbesondere in Form der sog.
Fischbänder. Bei den bekannten Scharnieren können sich, insbesondere bei relativ schweren Türen, Probleme durch die axialen Kräfte ergeben, die vom einen Lappen auf den anderen übertragen werden müssen. Wegen diesen Kräften wirkt den Schwenkbewegungen des Tür- bzw. Fensterflügels eine Reibung entgegen, die bei den bekannten Scharnieren zu Schwergängigkeit und Verschleiss führen kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Probleme zu lösen und bei einem Scharnier der angegebenen Art die genannte Reibung zu verringern.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemässe Scharnier dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung von axialen Kräften vom einen Lappen auf den anderen wenigstens zwei Körper vorgesehen sind, die miteinander über eine etwa sphärisch gewölbte, axial gerichtete konvexe Oberfläche an einem der beiden Körper und eine axial gerichtete Gegenfläche am anderen Körper in drehender Berührung stehen und die am einen bzw.
am anderen der beiden Lappen axial abgestützt sind.
Die genannte Gegenfläche kann eben sein; sie kann aber gegebenenfalls auch konvex oder, wie eine Kugelpfanne, konkav gewölbt sein.
Der die sphärisch gewölbte Oberfläche aufweisende Körper kann eine Kugel sein, die zweckmässig an diametral gegenüberliegenden Stellen einerseits mit der genannten Gegenfläche am anderen Körper und anderseits mit einer weiteren Gegenfläche an einem dritten Körper in Berührung stehen kann.
Die genannten Körper können vorteilhaft aus Stahl bestehen, und dabei ist es ohne weiteres möglich und natürlich auch zweckmässig, diese Körper oder wenigstens die miteinander in drehender Berührung stehenden Oberflächen derselben zu härten.
In dieser Weise kann, insbesondere wenn die genannten Oberflächen auch noch in geeigneter Weise geschmiert werden, die Reibung auf ein Minimum reduziert und Verschleiss praktisch ausgeschaltet werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
Fig. 1 bis 13 je ein Scharnier, jeweils schematisch und zum Teil im Schnitt.
Das Scharnier gemäss Fig. 1 besitzt einen am Flügel eines Fensters oder einer Tür anzubringenden Lappen 1A mit einem oberen Rohr 2A und einem am Rahmen des Fensters bzw. der Tür anzubringenden Lappen 3A mit einem unteren Rohr 4A.
Die beiden Rohre sind zueinander koaxial und über eine Achswelle SA schwenkbar miteinander verbunden, die in den Rohren drehbar aufgenommen ist. Sie sind oben bzw. unten durch Abschlusskappen 6A bzw. 7A verschlossen, die mit den Rohren starr verbunden sind. Beispielsweise sind die Abschlusskappen 6A und 7A in die Enden der Rohre 2A bzw. 4A eingeschraubt oder eingepresst oder an diesen durch Schweissen oder Hartlöten befestigt. Die Übertragung der axialen Gewichtskräfte des Fenster- oder Türflügels vom oberen Lappen 1A auf den unteren Lappen 3A erfolgt über eine Kugel 8A, die im unteren Rohr 4A angeordnet ist.
Die axial nach oben und nach unten gerichteten Oberflächenteile der Kugel 8A stehen mit ebenen, axial gerichteten Gegenflächen 9A bzw. 10A in drehender Berührung, die von der Stirnfläche am unteren Ende der Achswelle SA bzw. von der Oberseite der unteren Abschlusskappe 7A gebildet sind. Das obere Ende der Achswelle SA ist an der Unterseite der oberen Abschlusskappe 6A abgestützt. Die Kugel 8A, die Achswelle SA und die Abschlusskappen 6A und 7A bestehen aus Stahl. und sowohl die Kugel als auch wenigstens die untere Stirnfläche 9A
der Achswelle SA und die Oberseite 10A der unteren Abschlusskappe 7A sind gehärtet.
Wenn die Achswelle nicht gehärtet werden kann, kann man auch zwischen ihrer Stirnfläche und der Kugel 8A ein Stahlplättchen anordnen. dessen Unterseite dann die mit der Kugel in Berührung stehende Gegenfläche bildet. Ferner könnte man eine ähnliche Kugel. anstelle der Kugel 8A oder zusätzlich zu dieser, auch zwischen der Stirnfläche am oberen Ende der Achswelle SA und der Unterseite der oberen Abschlusskappe 6A anordnen.
Das Scharnier gemäss Fig. 2 besitzt einen mittleren Lappen 1B mit einem mittleren Rohr 2B, einen oberen Lappen 3B mit einem oberen Rohr 4B und einen unteren Lappen 1 1B mit einem unteren Rohr 12B. Da das Scharnier symmetrisch ist, können entweder die beiden äusseren Lappen 3B und 1 1B an Tür- bzw.
Fensterrahmen und der mittlere Lappen 1B am Flügel angebracht werden oder umgekehrt. Die Rohre 2B. 4B und 12B sind zueinander koaxial und über eine Achswelle l5B miteinander verbunden, die im mittleren Rohr 2B fixiert ist, beispielsweise mittels eines Querstiftes 13B. und in den beiden äusseren Rohren 4B und 12B drehbar aufgenommen ist. Diese äusseren Rohre sind oben bzw. unten durch Abschlusskappen 7B bzw. 6B verschlossen, die wiederum mit den Rohren starr verbunden sind . Vorzugsweise ist wenigstens eine der Abschlusskappen lösbar befestigt, damit man die Achswelle 15B zum Aushängen des Tür- bzw. Fensterflügels herausnehmen kann.
Die Übertragung axialer Kräfte vom mittleren Lappen 1B auf den oberen Lappen 3B oder umgekehrt, erfolgt über eine Kugel 8B, die im oberen Rohr 4B angeordnet ist und mit axial gerichteten, ebenen Gegenflächen 9B und 10B in drehender Berührung steht, welche von der oberen Stirnfläche eines auf das obere Ende der Achswelle 15B aufgesetzten Stahlplättchens SB bzw. von der Unterseite der oberen Abschlusskappe 7B gebildet sind. Für die Übertragung von axialen Kräften zwischen dem unteren Lappen 11B und dem mittleren Lappen 1B ist im unteren Rohr 12B symmetrisch zur Kugel 8B eine zweite Kugel 18B angeordnet, die mit Gegenflächen an der unteren Abschlusskappe 6B und an einem zweiten Stahlplättchen 16B in Berührung steht.
Lappen mit Rohren können auf einer Achswelle auch in noch grösserer Zahl drehbar angeordnet werden. Beispielsweise zeigt Fig. 3 vier Lappen 1C, 11C, 21C, 3C mit Rohren 2C, 12C, 22C, 4C auf einer Achswelle SC. Im obersten Rohr 2C und im untersten Rohr 4C ist je eine Stahlkugel 18C bzw. 8C angeordnet. Die untere Kugel 8C steht mit axial gerichteten Gegenflächen 9C und 10C in drehender Berührung, die kugelpfannenartig konkav gewölbt sind und von der Stirnfläche am unteren Ende der Achswelle 5C bzw. von der Oberseite einer im Rohr 4C befestigten unteren Abschlusskappe 7C gebildet sind. Das obere Ende der Achswelle SC ist über die obere Kugel 18C an der Unterseite einer im Rohr 2C befestigten oberen Abschlusskappe 6C abgestützt.
Eine Achswelle. auf der ein Rohr eines ersten Scharnierlappens gelagert ist, kann natürlich auch wie der Dorn eines herkömmlichen Fischbandes mit dem anderen Scharnierlappen starr verbunden sein. So ist gemäss Fig. 4 ein Rohr 4D eines an einem Fenster- oder Türflügel anzubringenden Lappens 3D auf einer Achswelle 15D gelagert, die mit einem am Fenster- bzw.
Türrahmen anzubringenden Lappen 1D starr verbunden ist. Im Rohr 4D ist eine Kugel 8D angeordnet. die mit ebenen, axial gerichteten Gegenflächen 9D und 10D in drehender Berührung steht, welche von der Oberseite eines auf dem oberen Ende der Achswelle 15D angeordneten Stahlplättchens SD bzw. von der Unterseite einer im Rohr4D befestigten Abschlusskappe 7D gebildet sind.
In den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist als Körper mit sphärischer Oberfläche für die Übertragung von axialen Kräften zwischen zwei Scharnierlappen jeweils mindestens eine Kugel vorgesehen, die an diametral gegenüberliegenden Stellen mit je einer Gegenfläche in drehender Berührung steht. Es ist jedoch klar, dass im Prinzip schon eine solche Berührungsstelle zwischen einer etwa sphärischen Oberfläche und einer Gegenfläche ausreicht. Man kann also als Körper mit sphärischer Oberfläche auch eine oder, wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt, zwei Kugelsegmente, insbesondere Halbkugeln, verwenden.
Die in den Fig. 5 und 6 dargestellten Scharniere besitzen wie das in Fig. 1 gezeigte, jeweils einen oberen Lappen 1E bzw. 1F mit Rohr 2E bzw. 2F und einen unteren Lappen 3E bzw. 3F mit Rohr 4E bzw. 4F, wobei in den beiden Rohren eine Achswelle SE bzw. 15F drehbar aufgenommen ist und die Rohre oben bzw.
unten durch Abschlusskappen 6E, 7E bzw. SF, 7F verschlossen sind. In Fig. 5 ist im unteren Rohr 4E eine Halbkugel 8E gehalten. die auf der unteren Abschlusskappe 7E aufliegt. Die axial nach oben gerichtete sphärische Oberfläche der Halbkugel 8E steht mit einer Gegenfläche 9E in drehender Berührung, die hier wieder von derStirnfläche am unteren Ende derAchswelle SE gebildet ist. Das obere Ende der Achswelle SE ist über eine zweite Halbkugel 18E an der Unterseite der oberen Abschlusskappe 6E abgestützt. In Fig. 6 sind die beiden Halbkugeln 8F und 18F gegenüber Fig. 5 umgekehrt, d. h. sie sind auf den Stirnflächen an den beiden Enden der Achswelle 15F angeordnet, und ihre sphärischen Oberflächen stehen mit Gegenflächen 9F bzw.
19F in drehender Berührung, die von den Innenseiten der beiden Abschlusskappen SF und 7F gebildet sind. In Fig. 6 könnten die Halbkugeln 8F und 18F auch einstückig mit der Achswelle 15F ausgebildet sein, ebenso wie in Fig. 5 die Halbkugeln 8E und 18E mit den Abschlusskappen 7E bzw. 6E einstückig sein könnten.
In den Fig. 1 bis 6 sind die Körper mit sphärischen Oberflä chen, z. B. Kugeln oder Halbkugeln, jeweils in Rohren gehalten, die Teile der Scharnierlappen bilden und auf einer Achswelle drehbar gelagert sind, welche die Scharnierlappen schwenkbar miteinander verbindet. Demgegenüber sind in den Fig. 7 bis 11 die Körper mit sphärischen Oberflächen und die die Gegenflächen aufweisenden Körper axial durchbohrt und auf einer Achs welle 17G bzw. 17H bzw. 175 bzw. 17K bzw. 17L gehalten, die jeweils die beiden Scharnierlappen 1G bzw. 1H bzw. 1J bzw. 1K bzw. 1L und 3G bzw. 3H bzw. 3J bzw. 3K bzw. 3L schwenkbar miteinander verbindet.
In Fig. 7 werden axiale Kräfte zwischen den beiden Lappen 1G und 3G über eine Kugel 8G übertragen, die auf dem unteren
Lappen 3G aufliegt. Der axial nach oben gerichtete Oberflächen bereich der Kugel 8G steht mit einer Gegenfläche in Berührung, die von der Oberfläche einer zweiten Kugel 5G gebildet ist, welche sich am oberen Lappen 1G abstützt.
In Fig. 8 ist die Anordnung ähnlich; der Unterschied zu Fig. 7 besteht nur darin, dass sich die Kugeln 8H und 5H nicht direkt an den Lappen 3H bzw. 1H abstützen, sondern über Zwischenkörper 7H bzw. 6H. Diese Zwischenkörper weisen axial gerichtete, kugelpfannenartig konkav gewölbte Oberflächen auf. mit denen die Kugeln in Berührung stehen.
Auch die Fig. 9 zeigt ein im Prinzip gleiches Scharnier, in welchem aber anstelle der Kugeln von Fig. 7 zwei Halbkugeln 8J und 5J vorgesehen sind.
In Fig. 10 ist nur eine Kugel 8K vorgesehen. die oben und unten mit ebenen, axial gerichteten Gegenflächen 9K bzw. 10K in drehender Berührung steht. Die Gegenflächen sind Oberflächen von zwei ebenfalls axial durchbohrten Stahlplättchen 5K bzw. 7K. die sich am oberen Lappen 1K bzw. am unteren Lappen 3K abstützen.
In Fig. 11 sind gegenüber Fig. 10 die untere Hälfte der Kugel und das untere Stahlplättchen weggefallen: die Halbkugel 8L liegt mit ihrer ebenen Seite direkt auf dem unteren Scharnierlappen 3L auf. Das obere Stahlplättchen SL bildet hier eine kugelpfannenartig konkav gewölbte Gegenfläche für die Berührung mit der Halbkugel 8L.
In den Fig. 12 und 13 sind die Körper mit sphärischer Oberfläche und Gegenfläche wieder wie in den Fig. 1 bis 6 in wenigstens einem Rohr geführt, das einen Teil des einen Scharnierlappens bildet. Jedoch fehlt hier die Achswelle; die beiden koaxialen Rohre eines Scharniers sind direkt auf- bzw. ineinander drehbar gelagert. Die Scharniere der Fig. 12 und 13 besitzen jeweils einen oberen Lappen 1M bzw. 1N mit einem oben geschlossenen oberen Rohr2M bzw. 2N und einen unteren Lappen 3M bzw- 3N mit einem unten geschlossenen Rohr 4M bzw. 4N. Das obere Rohr ist jeweils direkt auf dem unteren Rohr drehbar gelagert, um die beiden Lappen 1M und 3M bzw. 1N und 3N schwenkbar miteinander zu verbinden. In Fig. 12 ist im unteren Rohr 4M eine Kugel 8M gehalten, die auf der unteren Abschlusswand des Rohres 4M aufliegt.
Der axial nach oben gerichtete Oberflächenteil der Kugel 8M steht mit einer Gegenfläche in drehender Berührung. die von der Oberfläche einer zweiten Kugel SM gebildet ist. welche sich an der oberen Abschlusswand des oberen Rohres 2M abstützt. In Fig. 13 ist für die Übertragung von axialen Kräften zwischen den Lappen IN und 3N nur eine Kugel 8N vorgesehen, die oben und unten mit axial gerichteten.
kugelpfannenartigkonkaven Gegenflächen 9N bzw. ION in drehender Berührung steht. Diese Gegenflächen sind Oberflächen von zwei Körpern SN bzw. 7N, die sich an den inneren Endflächen der Rohre 2N bzw. 4N abstützen.
In allen beschriebenen Scharnieren ist es zweckmässig, die sphärische Oberfläche und die Gegenfläche. die miteinander in drehender Berührung stehen. zu schmieren . Die Scharniere können zu dem Zweck mit Schmiernippeln versehen sein, die wenigstens den genannten Flächen ein Schmiermittel zuführen.
In den Scharnieren der Fig. 7 bis 11 kann das Schmiermittel zweckmässig längs der Oberfläche der Achswelle (17G-17L) zugeführt werden, um auch die relative Drehung zwischen der Achswelle und den darauf gehaltenen Teilen (Kugeln, Gegenflächenkörper) zu erleichtern. Gegebenenfalls können in den axialen Bohrungen dieser Teile auch Büchsen aus reibungsarmem Material, wie Nylon, angeordnet werden.
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PATENT CLAIMS
1. Hinge for windows or doors, with two pivotally interconnected tabs (1 and 3) which can be attached to the frame or the sash of the window or door, characterized in that for the transmission of axial
Forces from one rag to the other at least two
Bodies (5 and 8) are provided which are connected to one another via an approximately spherically curved, axially directed, convex surface on one of the two bodies (8) and an axially directed one
The counter surface on the other body (5) is in rotating contact and is axially supported on one (1) or on the other (3) of the two tabs.
2. Hinge according to claim 1, characterized in that one (8) of the two bodies is a ball, the diametrically opposite points with the counter surface (9) on the other body (5) and with a further counter surface (10) on one third body (7) is in contact.
3. Hinge according to claim 1, characterized in that the one (8) of the two bodies is a spherical segment, for. B. a hemisphere (8E; 8J; 8L).
4. Hinge according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two or three bodies (5G, 86; 5H, 7H, 8H; 5J, XJ; 5K, 7K, 8K; 5L, 8L) axially pierced and on an axle shaft (17) are guided, which pivotally connects the two tabs (1 and 3).
5. Hinge according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one of said bodies (5, 7, 8) is held in an axially extending tube (4) which forms part of the one tab (3).
6. Hinge according to claim 5, characterized in that a second tube (2M; 2N), which forms part of the other tab (1M; 1N), is mounted on or in the former tube (4M; 4N) around the two To connect flaps (1M and 3M; 1N and 3N) pivotally.
7. Hinge according to claim 5, characterized in that an axle shaft (5A; 15B; SC; 15D; 5E; 15F) is mounted in the tube (4) and connects the two tabs to one another in a pivotable manner.
8. Hinge according to claim 7, characterized in that one of said bodies (5, 7, 8) is formed by the axle shaft (5A; 5C; 5E) and the relevant one (9A; 9C; 9E) of said surfaces from the end face is formed at one end of the axle shaft.
9. Hinge according to claim 7, characterized in that a 5B; 5D; 8F) of said bodies (5, 7, 8) is arranged on the end face at one end of the axle shaft (15B; 15D; 15F).
10. Hinge according to claim 8 or 9, characterized in that one of said bodies (5, 7, 8) is a cap (7A; 7B; 7C; 7D; 5F) which closes one end of the tube (4).
11. Hinge according to claim 8 or 9, characterized in that one (8E) of said bodies (5, 7, 8) is arranged on the inside of a wall (7E) which closes one end of the tube (4E).
12. Hinge according to one of claims 8 to 11, characterized in that the axle shaft (SA; 15B; 5C; 5E; 15F) is also mounted in a second tube (2) which is coaxial with said tube (4) and which is part of the other flap (1).
13. Hinge according to claim 12, characterized in that for axially supporting the other end of the axle shaft (5C; 5E) on said other tab (1) also at least two bodies (5C and 18C; 5E and 18E) are provided which are connected to one another an approximately spherically curved, axially directed convex surface on one (18C; 18E) and an axially directed counter surface on the other body (SC; 5E) are in rotating contact.
The invention relates to a hinge for windows or doors, with two hinged tabs which are attachable to the frame or the sash of the window or door.
Hinges of this type are known and widely used in many different designs, particularly in the form of the so-called.
Fish ribbons. In the known hinges, especially with relatively heavy doors, problems can arise due to the axial forces which have to be transferred from one tab to the other. Because of these forces, the pivoting movements of the door or window sash are counteracted by friction, which can lead to stiffness and wear in the known hinges.
The object of the invention is to solve these problems and to reduce the mentioned friction in a hinge of the specified type.
To achieve this object, the hinge according to the invention is characterized in that at least two bodies are provided for the transmission of axial forces from one tab to the other, which are connected to one another via an approximately spherically curved, axially directed convex surface on one of the two bodies and an axially directed one Counter face on the other body in rotating contact and the one or
are axially supported on the other of the two tabs.
The counter surface mentioned can be flat; however, it may also be convex or, like a ball socket, concave.
The body having the spherically curved surface can be a sphere which can expediently be in contact at diametrically opposite locations on the one hand with the mentioned counter surface on the other body and on the other hand with another counter surface on a third body.
The bodies mentioned can advantageously be made of steel, and it is easily possible and of course also expedient to harden these bodies or at least the surfaces of the same which are in rotating contact with one another.
In this way, especially if the surfaces mentioned are also lubricated in a suitable manner, the friction can be reduced to a minimum and wear can be practically eliminated.
Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawings. In these show:
Fig. 1 to 13 each a hinge, each schematically and partly in section.
The hinge according to FIG. 1 has a tab 1A to be attached to the sash of a window or door with an upper tube 2A and a tab 3A to be attached to the frame of the window or door with a lower tube 4A.
The two tubes are connected to one another coaxially and pivotably to one another via an axle shaft SA which is rotatably received in the tubes. They are closed at the top and bottom by end caps 6A and 7A, which are rigidly connected to the tubes. For example, the end caps 6A and 7A are screwed or pressed into the ends of the tubes 2A and 4A or fastened to them by welding or brazing. The transmission of the axial weight forces of the window or door wing from the upper tab 1A to the lower tab 3A takes place via a ball 8A, which is arranged in the lower tube 4A.
The axially upward and downward surface parts of the ball 8A are in rotational contact with flat, axially directed counter surfaces 9A and 10A, which are formed by the end face at the lower end of the axle shaft SA or by the upper side of the lower end cap 7A. The upper end of the axle shaft SA is supported on the underside of the upper end cap 6A. The ball 8A, the axle shaft SA and the end caps 6A and 7A are made of steel. and both the ball and at least the lower end face 9A
the axle shaft SA and the top 10A of the lower end cap 7A are hardened.
If the axle shaft cannot be hardened, a steel plate can also be arranged between its end face and the ball 8A. the underside of which then forms the counter surface in contact with the ball. You could also use a similar sphere. Instead of or in addition to the ball 8A, also arrange between the end face at the upper end of the axle shaft SA and the underside of the upper end cap 6A.
The hinge according to FIG. 2 has a central tab 1B with a central tube 2B, an upper tab 3B with an upper tube 4B and a lower tab 11B with a lower tube 12B. Since the hinge is symmetrical, either the two outer tabs 3B and 1 1B on the door or
Window frame and the middle tab 1B are attached to the sash or vice versa. The pipes 2B. 4B and 12B are connected to one another coaxially and to one another via an axle shaft 15B, which is fixed in the middle tube 2B, for example by means of a cross pin 13B. and is rotatably received in the two outer tubes 4B and 12B. These outer tubes are closed at the top and bottom by end caps 7B and 6B, which in turn are rigidly connected to the tubes. Preferably, at least one of the end caps is detachably fastened so that the axle shaft 15B can be removed for unhooking the door or window sash.
The transmission of axial forces from the middle lobe 1B to the upper lobe 3B or vice versa takes place via a ball 8B, which is arranged in the upper tube 4B and is in rotational contact with axially directed, flat counter surfaces 9B and 10B, which is from the upper end face of a steel plate SB placed on the upper end of the axle shaft 15B or from the underside of the upper end cap 7B are formed. For the transmission of axial forces between the lower tab 11B and the middle tab 1B, a second ball 18B is arranged in the lower tube 12B symmetrically to the ball 8B and is in contact with mating surfaces on the lower end cap 6B and on a second steel plate 16B.
Flaps with tubes can also be rotated in larger numbers on an axle shaft. For example, FIG. 3 shows four tabs 1C, 11C, 21C, 3C with tubes 2C, 12C, 22C, 4C on an axle shaft SC. A steel ball 18C or 8C is arranged in the top tube 2C and in the bottom tube 4C. The lower ball 8C is in rotational contact with axially directed counter-surfaces 9C and 10C, which are concavely curved like a ball socket and are formed by the end face at the lower end of the axle shaft 5C or by the upper side of a lower end cap 7C fastened in the tube 4C. The upper end of the axle shaft SC is supported by the upper ball 18C on the underside of an upper end cap 6C fastened in the tube 2C.
An axle shaft. on which a tube of a first hinge flap is mounted can of course also be rigidly connected to the other hinge flap like the spike of a conventional fish tape. According to FIG. 4, a tube 4D of a tab 3D to be attached to a window or door leaf is mounted on an axle shaft 15D, which is connected to a
Flap 1D to be attached to the door frame is rigidly connected. A ball 8D is arranged in the tube 4D. which is in rotational contact with flat, axially directed counter surfaces 9D and 10D, which are formed by the top of a steel plate SD arranged on the upper end of the axle shaft 15D or by the underside of an end cap 7D fastened in the tube 4D.
In the exemplary embodiments described so far, at least one ball is provided as a body with a spherical surface for the transmission of axial forces between two hinge lobes, which is in rotating contact at diametrically opposite locations with one counter surface each. However, it is clear that in principle such a point of contact between an approximately spherical surface and a counter surface is sufficient. It is therefore also possible to use one or, as shown in FIGS. 5 and 6, two spherical segments, in particular hemispheres, as the body with a spherical surface.
The hinges shown in FIGS. 5 and 6, like the one shown in FIG. 1, each have an upper tab 1E or 1F with tube 2E or 2F and a lower tab 3E or 3F with tube 4E or 4F, wherein in the two tubes an axle shaft SE or 15F is rotatably received and the tubes above or
are closed at the bottom by end caps 6E, 7E or SF, 7F. 5, a hemisphere 8E is held in the lower tube 4E. which rests on the lower end cap 7E. The spherical surface of the hemisphere 8E, which is directed axially upwards, is in rotational contact with a counter surface 9E, which here is again formed by the end face at the lower end of the axle shaft SE. The upper end of the axle shaft SE is supported by a second hemisphere 18E on the underside of the upper end cap 6E. In Fig. 6, the two hemispheres 8F and 18F are reversed compared to Fig. 5, i. H. they are arranged on the end faces at the two ends of the axle shaft 15F, and their spherical surfaces are in contact with counter faces 9F and
19F in rotating contact, which are formed by the inside of the two end caps SF and 7F. In Fig. 6, the hemispheres 8F and 18F could also be integrally formed with the axle shaft 15F, just as in Fig. 5 the hemispheres 8E and 18E could be integrally formed with the end caps 7E and 6E, respectively.
1 to 6, the bodies with spherical surfaces, z. B. balls or hemispheres, each held in tubes, which form parts of the hinge lobes and are rotatably mounted on an axle shaft which pivotally connects the hinge lobes to each other. In contrast, in FIGS. 7 to 11, the bodies with spherical surfaces and the bodies having the counter surfaces are axially pierced and held on an axle shaft 17G or 17H or 175 or 17K or 17L, each of which the two hinge tabs 1G or 1H or 1J or 1K or 1L and 3G or 3H or 3J or 3K or 3L.
In Fig. 7, axial forces between the two lobes 1G and 3G are transmitted via a ball 8G, which is on the lower
Tab 3G is on. The axially upward surface area of the ball 8G is in contact with a counter surface which is formed by the surface of a second ball 5G, which is supported on the upper tab 1G.
In Fig. 8 the arrangement is similar; the only difference from FIG. 7 is that the balls 8H and 5H are not supported directly on the tabs 3H or 1H, but via intermediate bodies 7H or 6H. These intermediate bodies have axially directed, spherically concave surfaces. with which the balls are in contact.
FIG. 9 also shows a hinge that is basically the same, but in which two hemispheres 8J and 5J are provided instead of the balls of FIG. 7.
In Fig. 10 only one ball 8K is provided. which is in rotating contact at the top and bottom with flat, axially directed counter surfaces 9K and 10K. The counter surfaces are surfaces of two axially pierced steel plates 5K and 7K. which are supported on the upper lobe 1K or on the lower lobe 3K.
In FIG. 11, the lower half of the ball and the lower steel plate have been omitted compared to FIG. 10: the flat side of the hemisphere 8L lies directly on the lower hinge tab 3L. The upper steel plate SL here forms a ball-socket concave counter surface for contact with the hemisphere 8L.
In FIGS. 12 and 13, the bodies with a spherical surface and counter surface are again guided in at least one tube as in FIGS. 1 to 6, which forms part of the one hinge flap. However, the axle shaft is missing here; the two coaxial tubes of a hinge are directly rotatably mounted on or in each other. The hinges of FIGS. 12 and 13 each have an upper tab 1M or 1N with an upper tube 2M or 2N closed at the top and a lower tab 3M or 3N with a tube 4M or 4N closed at the bottom. The upper tube is rotatably mounted directly on the lower tube in order to pivotally connect the two tabs 1M and 3M or 1N and 3N. In Fig. 12, a ball 8M is held in the lower tube 4M, which rests on the lower end wall of the tube 4M.
The axially upward surface part of the 8M ball is in rotational contact with a counter surface. which is formed by the surface of a second sphere SM. which is supported on the upper end wall of the upper tube 2M. In Fig. 13, only one ball 8N is provided for the transmission of axial forces between the tabs IN and 3N, the ball being axially directed above and below.
ball-concave counter surfaces 9N or ION is in rotating contact. These counter surfaces are surfaces of two bodies SN and 7N, which are supported on the inner end surfaces of the tubes 2N and 4N.
In all hinges described, it is advisable to use the spherical surface and the counter surface. who are in rotating contact with each other. to lubricate. For this purpose, the hinges can be provided with grease nipples which supply a lubricant to at least the surfaces mentioned.
In the hinges of FIGS. 7 to 11, the lubricant can expediently be supplied along the surface of the axle shaft (17G-17L) in order to also facilitate the relative rotation between the axle shaft and the parts (balls, counter-surface bodies) held thereon. If necessary, bushes made of low-friction material, such as nylon, can also be arranged in the axial bores of these parts.